PAPYEX®GRAPHITE SOUPLE

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Applications d’étanchéité

MArchésMersen est l’un des plus anciens fabricants de graphite souple au monde. La qualité Papyex® est exigée, au travers de spécifications techniques, par de nombreux utilisateurs finaux investis dans les secteurs de la chimie, de la production

nucléaire, de l’aéronautique, du raffinage…

Grâce au Papyex®, Mersen garantit à ses partenaires, experts en produits d’étanchéité, fiabilité, service et performance, notam-

ment en résistance à l’oxydation.

Joints statiquesLe Papyex®, grâce à ses caractéristiques chimiques, physiques,

mécaniques, est un excellent matériau pour joints de brides.

Les joints de brides en Papyex® présentent les avantages suivants :

• Couple d’utilisation pression-température élevé.• Insensibilité aux chocs thermiques.• Aucun vieillissement : ni retrait, ni durcissement,

ni fluage à chaud.• Résistance chimique pratiquement illimitée.• Non polluant (sans amiante).• Découpage et mise à la forme facile.

Les principaux domaines d’utilisation sont : la chimie, la pétrochimie, les raffineries, l’énergie, la

mécanique et l’automobile.

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Joints dynamiquesLes garnissages réalisés en Papyex® sont autolubrifiants. Ils résistent aux hautes températures, aux pressions élevées et aux agents chimiques. La surveillance régulière et les remplacements périodiques ne sont pas nécessaires.

En effet, le Papyex® est un matériau souple, pur, homogène et sans liant, sans amiante. Il se caractérise par ses qualités de conduc-tibilité thermique, reprise élastique, pouvoir de compactage, frottement même à sec et inertie chimique. Les garnitures en Papyex®, grâce à l’ab-sence de vieillissement et de relaxation évitent les resserrages et suppriment l’usure des tiges et arbres.

Le Papyex® est utilisé en tant que matériau de garnissage de presse-étoupe pour la robinetterie, pompes, malaxeurs, agitateurs dans les industries chimiques, frigorifiques, pétrolières et pétrochimiques, alimentaires.

Ce matériau garantit une durée de vie élevée : une garniture en Papyex® c’est 35 000 manœuvres, plusieurs années d’utilisation, sans fuite et sans intervention.

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mersen dans les fours Fours de traitement thermique sous vide ou sous atmosphère contrôlée. Fours à passage sous atmosphère contrôlée. Fours de brasage sous vide.

mersen offre une large gamme de solutions hautes performances pour les fours industriels : Calcarb® : isolation en feutre de carbone rigide. Graphite pour applications réfractaires.

Composite carbone/carbone. Papyex® : graphite souple.

associé aux autres matériaux de mersen, le Papyex® permet de surmonter de nombreuses contraintes techniques au meilleur

coût pour les utilisateurs de fours industriels.

Pourquoi le PaPyex® dans les fours ? Comme écran : par son pouvoir réflecteur, il diminue les déperditions d’énergie. L’anisotropie de sa conductivité thermique permet une meilleure homogénéisation de la température dans l’enceinte.

Comme élément d’isolation thermique : il peut être utilisé seul, en écrans multiples, soit en complément des matériaux isolants usuels : feutre de carbone, feutre rigide, mousse de graphite. Comme matériau d’étanchéité : dans les installations fonctionnant à haute température et en milieu corrosif, il est imperméable au gaz chaud et peut être utilisé comme joint statique et comme garniture étanche.

les assemblages aveC des isolantsLe Papyex® est utilisé en association avec des isolants pour limiter les points chauds et pour bénéficier de son pouvoir réfléchissant de chaleur.Les assemblages peuvent être réalisés sur des isolations rigides comme Calcarb® ou sur du feutre souple. Pour faire ces assemblages, mersen utilise un adhésif qui résiste à très haute température.

résistanCe aux ChoCs thermiquesLors de la montée en température rapide, les gaz contenus dans le Papyex® peuvent occasionner des boursoufflures à la surface du matériau. Pour éviter ce désagrément, le Papyex® fht est traité au préalable à haute température ce qui permet d’éliminer ce risque. Sur demande, la surface du Papyex® peut être perforée pour faciliter son dégazage.

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autres applications

résistanCe éleCtrique dans les foursGrâce à sa souplesse et à sa finesse, le Papyex® se découpe facilement et permet de fabriquer

des résistances courbes qui s’adaptent aux matériels non standards de laboratoire.

interfaCe de ProteCtion Pour la coulée des métaux, le Papyex® assure la protection des moules et lingo-tières en graphite contre l’accrochage éventuel de certains métaux et alliages ; il évite la détérioration rapide d’un matériel coûteux et facilite le démoulage. Dans l’industrie du verre, le Papyex® n’est pas mouillé par le verre fondu ou pâteux. Dans les opérations de compression à chaud et en particulier dans le cas du

frittage, le Papyex® le plus mince permet de réaliser des intercalaires qui facilitent le démoulage et une meilleure répartition de la température. Dans les opérations de soudure ou de brasage,

en particulier en cas d’intervention sur des ensembles délicats, on utilise le Papyex®,

pour protéger des projections les zones voisines qui risqueraient d’être endom-

magées. Dans le tirage des lingots de sili-

cium, le Papyex® est utilisé pour pro-téger les équipements en graphite des

réactions avec le silicium. Pour ce type d’ap-plication, le Papyex® peut être purifié (moins de

5 ppm).

Produit de dissiPation de ChaleurLa conductivité du Papyex® dans le plan de la feuille croit fortement avec

l’augmentation de la densité (voir courbe page 9). Ce matériau peut alors être utilisé pour dissiper la chaleur avec des performances

équivalentes à des métaux conducteurs comme le cuivre. En électronique, il sert ainsi d’interface thermique et

de dissipateur de chaleur. De par sa légèreté et son coût raisonnable, il est compétitif par

rapport à d’autres solutions.

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fabrication

graPhite naturelLe graphite souple est fabriqué à partir de cristallites de graphite naturel purifi é. Les meilleurs minerais de graphite sont extraits principalement en Chine, au Canada, en Inde et à Madagascar.

Pour obtenir un graphite souple de bonne qualité, il faut sélectionner des minerais comportant des cristallites de dimensions supérieures à 180 µm.

graPhite exPansableLe graphite a la propriété de former des composés chimiques par insertion d’atomes ou de molécules dans sa structure lamellaire. Cette propriété est utilisée pour fabriquer du graphite expansable par insertion d’acide. Le composé inséré réagit à un choc thermique à très haute température : l’élément d’insertion se vaporise et expanse chaque cristallite de graphite.

Caractéristiques

Faible perméabilité aux gaz et liquides

Flexibilité, texture souple

Resistance à la plupart des fl uides

Absence de danger pour la santé ; sans amiante

Sans danger pour l’environnement

Convient pour utilisation à des températures variant de -250°C à 450°C sous air et jusqu’à 3 000°C en atmosphère inerte

Absence de liants n’entraînant ni vieillissement ni effritement

Stabilité à long terme de la compressibilité sur une grande plage de températures

Reprise élastique élevée

Conductivité électrique et thermique anisotropes

Résistance aux radiations

Très bonne résistance au choc thermique

Facilité de découpe par emporte-pièce

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Produits d’étanchéité

Rouleau de Papyex®

Largeur standard :500, 1 000, 1 500 mm.

Densité standard : 0,7g / cm3 à 1,1g / cm3.

Epaisseur standard : 0,2 à 1,5 mm en rouleauet jusqu’à 10 mmsous forme de plaque.

Ruban de Papyex®

obtenu par tranchagedu rouleau.Largeur minimale : 4,5 mm.

Feuilles renforcées assemblées par contre-collage ou agrafage.

Joint plat découpé par emporte-pièce, jet d’eau, couteau oscillant.

Papyex® hP : Joint multi-renforts facile à découper par des moyens classiques.

Joint spiralé :co-enroulementen spiralede Papyex® et d’acier.

Bague en graphite avec ou sans inserts métalliques obtenus par compression de ruban de Papyex®.

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nuances de Papyex®

depuis plus de 30 ans, mersen sélectionne et transforme rigoureusement les meilleurs minerais de graphite naturel pour garantir à ses clients le respect des normes les plus strictes de l’étanchéité industrielle, nucléaire et automobile.la large gamme de nuances Papyex® peut répondre aux exigences les plus poussées de pureté chimique pour minimiser les risques de corrosion et étendre son usage au-delà de 450°C.des traitements spécifiques anti-corrosion et anti-oxydation permettent d’étendre encore son utilisation dans des conditions extrêmes.

Chimie, pétrochimie Automobile

I600 I980 IZ980 IP980 A960

Faible taux d’oxydation Pureté standard Avec inhibiteur

de corrosionAvec inhibiteur

d’oxydation Le moins pur

spécification valeur courante spécification valeur

courante spécification valeur courante spécification valeur

courante spécification valeur courante

Taux de carbone > 99 % 99,40 % > 98 % 99,25 % > 92 % 96,25 % > 95 % 97,90 % > 96 % 98,45 %

Teneur en cendres < 1 % 0,60 % < 2 % 0,75 % < 2 % 0,75 % < 2 % 0,75 % < 4 % 2 %

Taux d’inhibiteur - - 2 % à 6 % 3 % 1 % à 3 % 1,35 % -

Teneur en soufre < 700 ppm 500 ppm < 1 400 ppm 700 ppm < 1 400 ppm 650 ppm < 800 ppm 650 ppm 1 400 ppm 1 000 ppm

Teneur en chlore total < 50 ppm 25 ppm < 50 ppm 25 ppm < 50 ppm 25 ppm < 50 ppm 25 ppm 80 ppm 50 ppm

Perte de masse (500°C / 24h) < 0,5 % 0,10 % < 4 % 1,50 % < 4 % 1,50 % < 0,5 % 0,20 % < 10 % 5 %

Perte de masse (670°C / 4h) < 4 %/h 3 % - - - -

Température maximale d’utilisation :

• à l’air 550 °C 450 °C 450 °C 550 °C 450 °C

• sous atmosphère neutre 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C

Graphite souple répondant aux exigences de l’étanchéité

spécification valeur courante

Résistance à la traction (D=1g / cm3) > 4 Mpa 4,5 Mpa

Compressibilité 45 % à 52 % 45 % à 52 %

Reprise élastique 10 % à 15 % 10 % à 15 %

Dispersion de masse surfacique (g / m2) + / -5 % 3,50 %

Propriétés généralesunités dans le plan dans l’épaisseur

Perméabilité cm2.s-1.atm-1 - 10-5

Dureté shore C2 25 25

Coefficient de dilatation thermique

10-6 . °C-1 zéro 25 à 2810-6 . °F-1 zéro 14 à 15

Résistivité électriqueΩ.cm 0,001 0,05Ω.inch 0,0004 0,02

Coefficient d´émissivité

à 400°C - 0,4 0,4

à 1 000°C - 0,6 0,6

Propriétés physiques

9

Nucléaire

N9985 NS200 NSZ200 N998 NZ998 NP998

La plus haute pureté sans additif

Très faible teneur en soufre

Très faible teneur en soufre

Protection active contre la corrosion

Haute pureté sans additif

Haute pureté Protection active

contre la corrosion

Haute pureté avec inhibiteur

d’oxydation

spécification valeur courante spécification valeur

courante spécification valeur courante spécification valeur

courante spécification valeur courante spécification valeur

courante

Taux de carbone > 99,85 % 99,90 % > 99,5 % 99,55 % > 93,5 % 96,55 % > 99,8 % 99,85 % > 93,8 % 96,85 % > 95 % 98,50 %

Teneur en cendres < 0,15 % 0,10 % < 0,5 % 0,45 % < 0,5 % 0,45 % < 0,2 % 0,15 % < 0,2 % 0,15 % < 0,2 % 0,15 %

Taux d’inhibiteur - - 2 % à 6 % 3 % - 2 % à 6 % 3 % 1 % à 3 % 1,35 %

Teneur en soufre < 600 ppm 500 ppm < 200 ppm 120 ppm < 200 ppm 120 ppm < 600 ppm 450 ppm < 600 ppm 450 ppm < 600 ppm 450 ppm

Teneur en chlore total < 30 ppm 20 ppm < 30 ppm 20 ppm < 30 ppm 20 ppm < 30 ppm 20 ppm < 30 ppm 20 ppm < 30 ppm 20 ppm

Teneur en chlore extractible < 20 ppm 10 ppm - - < 30 ppm 20 ppm - -

Teneur en halogène (F, Br, I) - < 50 ppm 30 ppm < 50 ppm 30 ppm - - -

Perte de masse (500°C / 24h) < 1 % 0,50 % 1 % 1 % < 1 % 0,60 % - < 0,50 % 0,10 %

Température maximale d’utilisation :

• à l’air 500 °C 500 °C 500 °C 500 °C 450 °C 550 °C

• sous atmosphère neutre 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C 2 700 °C

Graphite souple répondant aux exigences de l’étanchéité

Conductivité thermique en fonction de la température

Conductivité thermique en fonction de la densité

Température °C

Dans le sens de l’épaisseur

Dans le sens du plan

0

50

100

150

100 1 000 1 500 2 000

Con

duct

ivité

ther

miq

ue W

.m-1

.°C-1

Densité g / cm3

Conductivité W.m-1.°C-1

0 100 200 300

1,4

0,2

0

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Dan

s le

sen

s de

l’ép

aiss

eur

Dans le sens du plan

Les informations contenues dans ce catalogue sont données à titre purement indicatif et ne sauraient engager la responsabilité de Mersen pour quelque cause que ce soit. Toute copie, reproduction ou traduction, intégralement ou partiellement, est interdite sans l’accord écrit de Mersen.Nos matériaux sont en conformité avec la Directive RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment). Par ailleurs, Mersen garantit la bonne application de la réglementation européenne REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical Substances) sur tous ses sites situés en Europe.

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nuances de feuilles

un revÊtement anti-adhérant Pour faCiliterle démontage du Jointmersen a développé une imprégnation de surface qui forme un revêtement anti-adhérant effi cace jusqu’à 350°C en application.Ce revêtement AS “Anti-Stick” répond notamment aux spécifi cations techni-ques des leaders de la chimie en Alle-magne. C’est une option particulière-ment recommandée, sur les produits renforcés agrafés.

en Partenariat aveC les sPéCialistes de l’étanChéité statique, mersen a déveloPPé une gamme ComPlÈte de feuille en graPhite souPle dans lesquelles nos Clients déCouPent des Joints Plats Pour leurs aPPliCations.Elles sont disponibles dans toutes les nuances adaptées aux spécifi cations de pureté de la chimie, pétrochimie, raffi nage, nucléaire ou aéronautique. mersen contrôle au quotidien la pureté de ses matériaux grâce à son laboratoire d’analyse et de mesure ; ceci pour garantir à ses clients le respect des spécifi cations chimiques sur le matériau.

un serviCe unique Pour Promouvoir votre marque mersen propose à ses clients partenaires, spécialistes de l’étanchéité, de promouvoir

leur propre marque, grâce à un service de marquage des feuilles par sérigraphie. Nous avons la possibilité

d’imprimer vos feuilles suivant votre modèle dans la couleur de votre choix et les plus grands

formats jusqu’à 1 500 x 2 000 mm.

a développé une imprégnation

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caractéristiques techniques des feuilles Papyex®

PAPYEX® SR PAPYEX® RI PAPYEX® RN PAPYEX® PI

Feuille de graphite souple sans renfort.

Feuille de graphite souple renforcée par un insert

de 50 µm en acier inox plat collé.

usage général comme joint de bride dans l’industrie chimique, pétrochimique.

Feuille de graphite souple rénforcée par un insert de 13 µm en nickel plat.

très facile à découper et résistant au fl uide très corrosif,

notamment chlore.

Feuille de graphite souple renforcée avec un insert

perforé 100 µm en acier inox, assemblée

par agrafage, sans adhésif pour la fabrication de joint

de tuyauteries et de réacteurs en chimie, pétrochimie...

unité / norme caractéristiques techniques caractéristiques techniques caractéristiques techniques caractéristiques techniques

Format des feuilles m 1 x 1 / 1,5 x 1,5 1 x 1 / 1,5 x 1,5 0,5 x 1 / 1 x 1 / 1,5 x 1,5 1 x 1 / 1,5 x 1,5

Matériau d’insertion DIN/ASTM sans insert 1.4401 / SS316 (plat) Nickel 1.4401 / SS316 (perforé)

Épaisseur de l’insert µm 50 13 100

nomenclature DIN 28 091-4 GR-10 GR-10-O-1 K-Cr GR-10-I K-Ni GR-10-O-1 M-Cr

Densité du graphite souple g / cm3 + / -10 % 0,7 à 1,3 0,7 ou 1 1 1

Épaisseurs standards mm + / -10 % 1 1,5 2 3 0,75 1,0 1,5 2,0 3,0 0,4 0,8 1,0 1,5 2,0 3,0 1,0 1,5 2,0 3,0

nombre d’inserts nb 0 1 1 ou 2 1 1 ou 2 1 1 ou 2

Perméabilité au gaz (hélium) cm3 / min < 0,30 < 0,60 < 0,80 < 0,85 < 0,60 < 0,85 < 0,60 < 0,60 < 0,80 < 1,0

Taux de fuite spécifi que L mg / s / m < 0,05 < 0,08 < 0,1 < 0,15 < 0,06 < 0,1 < 0,06 < 0,06 < 0,08 < 0,1

σvo N / mm2 160 140 120 100 100 110 180 160 140 120

σBo at 300°C N / mm2 140 120 100 80 70 90 160 140 120 100

Coeffi cient de joints (bD = 20 mm) :

• σvu Din e 2505 N / mm2 20 10 10 20

• m DIN E 2505 coeffi cient DIN 1,3 1,3 1,3 1,3

• ASTM coeffi cient m 2 2 2,5 3 2,5

• ASTM coeffi cient y psi 1 500 900 1 000 9 000 4 000

• Compressibilité ASTM F36A-66 % 40-50 40-50 40-50 30-35 30-40

• Reprise élastique ASTM F6A-66 % 10-15 10-15 10-15 15-20

• Contrainte résiduelle DIN 52913, 16h/300°C N / mm2 > 47 > 45 > 45 > 48 > 48 > 48 > 45

• Taux de cendre DIN 51903 % < 2,0 < 2,0 < 2,0 < 2,0

• Teneur en soufre ppm < 50 < 50 < 50 < 50

• Traitement anti-adhésif Oui sur demande non non Oui sur demande

Papyex® Ri / Papyex® RN - Pression / température

0100 200 300 400 500 600

20

40

60

80

100

120

Pres

sio

n d

es fl

uid

es (

Bar

)

Température °C

Inadapté

Adapté dans certains cas

Adapté avec des fluides compatibles

0100 200 300 400 500 600

20

40

60

80

100

120

130

Pres

sio

n d

es fl

uid

es (

Bar

)

Température °C

Inadapté

Adapté dans certains cas

Adapté avec des fluides compatibles

Papyex® PI - Pression / température

GU

IDE

TE

CH

NIQ

UE

PAPYEX® HP

La structure brevetée par Mersen repousse les limites du graphite souple dans le domaine de l’étanchéité :

• Très forte pression.

• Sans adhésif, simple assemblage mécanique pour de très hautes températures.

• Découpe facile par des moyens conventionnels grâce à des renforts fi ns.

• Démontage facile grâce au traitement anti-adhérent.

PAPYEX® HPFeuille de graphite souple multi-renforts perforés conçue pour résister à de très fortes pressions

et contraintes mécaniques même aux températures les plus élevées. Applications dans les circuits de vapeur sous pression des centrales thermiques,

les joints de pompe, de tout type de brides et d’enceinte de réacteur.

unité / norme caractéristiques techniques

Format des feuilles m 1 x 1 / 1,5 x 1,5

Matériau d’insertion DIN/ASTM 1.4401 / SS316 (L) (perforé)

Épaisseur de l’insert µm 50

Nomenclature DIN 28 091-4 GR-11-I-3-Cr

Densité du graphite souple g / cm3 + / -10 % 1,1

Épaisseurs standards mm + / -10 % 1 1,5 2 3 4

Nombre d'inserts nb 1 2 3 5 7

Traitement "anti-sticking" oui

Étanchéité certifi cation Ta-Luft en option

Tests mécaniques :• EN 13555 - largeur de joint 20 mm T°C 20°C 300°C 400°C

• Qsmax N / mm2 > 220 > 220 200

• PQr (50 Mpa) 0,99 0,94 0,92

• Compressibilité ASTM F36A-66 % 30-40

• Reprise élastique ASTM F36A-66 % 4-5

• Contrainte résiduelle DIN 52913, 16h/300°C N / mm2 > 48

Coeffi cients de joint (bD = 20 mm) :

• σvu DIN E 2505 N / mm2 20

• m DIN E 2505 coeffi cient DIN 1,3

• ASTM coeffi cient m 2,5

• ASTM coeffi cient y psi 3000

Nuances de Papyex® disponibles : I600 N9985 NS200

• Taux de cendre DIN 51903 % < 1 < 0,15 < 0,5

• Teneur en soufre ppm < 700 < 500 < 200

• Teneur en chlore ppm < 25 < 20 < 20

Papyex® HP : feuilles multi-renforts haute performance

Pression / température

0

50

100

150

200

250

300

Température °C

Inadapté

Adapté dans certains cas

Adapté avec des produits chimiques compatibles

1000 200 300 400 500 600

Pres

sio

n (

Bar

)

0

50

100

150

200

250

MPa

Ratio largeur / épaisseur du joint

2 3 4 7 8 965 10 11 12

Qsmax à 300 °C

Pression d’assise maximale sur le joint

Les informations contenues dans ce catalogue sont données à titre purement indicatif et ne sauraient engager la responsabilité de Mersen pour quelque cause que ce soit. Toute copie, reproduction ou traduction, intégralement ou partiellement, est interdite sans l’accord écrit de Mersen.Nos matériaux sont en conformité avec la Directive RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment). Par ailleurs, Mersen garantit la bonne application de la réglementation européenne REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical Substances) sur tous ses sites situés en Europe.

Principaux sites de production

Implantation industrielle et/ou commerciale

Expert mondial des matériaux et équipements pour lesenvironnements extrêmes, la sécurité et la fi abilité des

équipements électriques, Mersen conçoit dessolutions innovantes adaptées

aux besoins de ses clients pour optimiser leur performance industrielle dans des secteurs porteurs : énergies, transports, électronique, chimie/pharmacieet industries de procédés.

un aCteuR GLoBaL

EXPERT MONDIALdes matériaux et solutions pourles procédés à hautes températures.

MERSEN France Gennevilliers S.A.S.41, rue Jean Jaurès - BP 148F-92231 GENNEVILLIERS CEDEXFRANCETél : +33 (0) 1 41 85 43 66/43 93Fax : +33 (0) 1 41 85 45 88E-mail : papyex@mersen.com

www.mersen.com Réa

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